KR20200131653A - Secondary Battery - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전극 조립체 및 집전체의 변형을 억제할 수 있는 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery capable of suppressing deformation of an electrode assembly and a current collector.
이차 전지(Rechargeable battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지로서, 하나의 전지 셀이 팩 형태로 포장된 저용량 전지의 경우 휴대폰 및 캠코더와 같은 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 전지 팩이 수십 개 연결된 전지 팩 단위의 대용량 전지의 경우 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.A rechargeable battery is a battery that can be charged and discharged unlike a primary battery that cannot be charged. In the case of a low-capacity battery in which one battery cell is packaged in a pack form, it is used in portable small electronic devices such as mobile phones and camcorders , In the case of a large-capacity battery in a battery pack unit with dozens of battery packs connected, it is widely used as a power source for driving a motor such as a hybrid vehicle.
이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형, 각형을 들 수 있으며, 양, 음극판 사이에 절연체인 세퍼레이터(separator)를 개재하여 형성된 전극 조립체와 전해액을 케이스에 내장 설치하고, 케이스에 전극 단자가 형성된 캡 조립체를 설치하여 구성된다.Secondary batteries are manufactured in various shapes, and typical shapes include cylindrical and rectangular shapes, and an electrode assembly formed by interposing a separator as an insulator between the positive and negative plates and an electrolyte is installed in the case. It is configured by installing a cap assembly having an electrode terminal formed thereon.
이러한 이차 전지는 점차 용량이 증가함에 따라 사용자의 안전을 도모하기 위한 여러가지 노력들이 요구되고 있다.As the capacity of such a secondary battery is gradually increased, various efforts are required to promote user safety.
본 발명은 리테이너가 전극 조립체의 무지부와 케이스의 사이에 결합되어 전극 조립체 및 집전체를 고정하고, 이탈을 방지할 수 있는 이차 전지를 제공한다.The present invention provides a secondary battery capable of fixing an electrode assembly and a current collector by fixing a retainer between the uncoated portion of the electrode assembly and a case and preventing separation.
본 발명에 따른 이차 전지는 양극판 및 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치되며, 상기 양극판 및 음극판에 무지부가 구비된 복수의 전극 조립체; 상기 전극 조립체가 내장되는 케이스; 상기 케이스와 결합되는 캡 플레이트; 복수의 결합부를 통해 상기 복수의 전극 조립체의 무지부에 각각 결합되는 집전체; 및 상기 집전체의 일측으로부터 삽입되어 결합되는 리테이너를 포함하고, 상기 리테이너는 상기 집전체의 결합부 사이에 비해 넓은 폭을 갖도록 형성된 돌출부를 통해 상기 집전체와 결합될 수 있다.A secondary battery according to the present invention includes a plurality of electrode assemblies in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are disposed with a separator therebetween, and an uncoated portion is provided on the positive electrode plate and the negative electrode plate; A case in which the electrode assembly is embedded; A cap plate coupled to the case; A current collector coupled to each of the uncoated portions of the plurality of electrode assemblies through a plurality of coupling portions; And a retainer inserted and coupled from one side of the current collector, and the retainer may be coupled to the current collector through a protrusion formed to have a wider width than between the coupling portions of the current collector.
여기서, 상기 리테이너의 돌출부는 플레이트 형상의 본체부로부터 돌출되어, 상기 집전체의 결합부의 사이에 결합될 수 있다.Here, the protrusion of the retainer may protrude from the plate-shaped body portion, and may be coupled between the coupling portions of the current collector.
그리고 상기 돌출부는 상기 집전체의 결합부 사이에 형성되며 상기 전극 조립체에 접촉하는 중심부와, 상기 중심부를 기준으로 양측에 형성되고 상기 결합부와 접촉하는 복수의 탄성부를 포함할 수 있다.Further, the protrusion may include a central portion formed between the coupling portions of the current collector and in contact with the electrode assembly, and a plurality of elastic portions formed on both sides of the central portion and in contact with the coupling portion.
또한, 상기 중심부는 상기 본체부로부터 돌출되어 형성되고, 단부의 헤드가 상기 전극 조립체에 접촉할 수 있다.In addition, the central portion is formed to protrude from the body portion, and the head of the end may contact the electrode assembly.
또한, 상기 탄성부는 상기 본체부에 구비된 절개홀의 둘레 가장자리 중 일측으로부터 돌출되고, 상기 중심부와 이격되어 형성될 수 있다.In addition, the elastic portion may protrude from one side of the circumferential edge of the cut hole provided in the body portion, and may be formed to be spaced apart from the central portion.
또한, 상기 복수의 탄성부의 전체 폭은 상기 집전체의 결합부 사이 간격에 비해 넓게 형성될 수 있다.In addition, the entire width of the plurality of elastic portions may be formed to be wider than the interval between the coupling portions of the current collector.
또한, 상기 복수의 탄성부는 각각 일단이 상기 중심부에 결합되고, 상기 일단과 반대되는 타단이 절개되어 형성될 수 있다.In addition, each of the plurality of elastic parts may have one end coupled to the central portion, and the other end opposite to the one end may be formed by cutting.
또한, 상기 복수의 탄성부의 타단의 전체 폭은 상기 집전체의 결합부 사이 간격에 비해 넓게 형성될 수 있다.In addition, the entire width of the other ends of the plurality of elastic parts may be formed to be wider than the distance between the coupling parts of the current collector.
또한, 상기 리테이너는 상기 집전체의 결합부 사이에 형성되고, 내부가 비어있는 형태로 구성된 추가적인 돌출부를 더 포함할 수 있다.In addition, the retainer may further include an additional protrusion formed between the coupling portions of the current collector and configured to have an empty interior.
또한, 상기 추가적인 돌출부는 비어있는 내부에 적어도 하나의 격벽이 형성되어 있을 수 있다.In addition, at least one partition wall may be formed in the empty interior of the additional protrusion.
또한, 상기 리테이너는 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE)을 포함하여 형성될 수 있다.In addition, the retainer may be formed of polypropylene (PP) or polyethylene (PE).
본 발명에 의한 이차 전지는 전극 조립체 및 집전체의 측부로부터 결합되는 리테이너를 구비하되, 리테이너의 무게 및 소재를 줄이고, 리테이너가 안정적으로 결합된 상태를 유지하도록 할 수 있다.The secondary battery according to the present invention may include an electrode assembly and a retainer coupled from the side of the current collector, but reduce the weight and material of the retainer, and maintain the retainer in a stably coupled state.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A'선 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 전극 조립체, 집전체 및 리테이너가 결합되는 순서를 도시한 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 전극 조립체, 집전체 및 리테이너가 결합된 상태를 도시한 사시도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 리테이너의 구성을 도시한 사시도, 정면도 및 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 집전체에 리테이너가 결합된 상태를 도시한 부분 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 집전체에 리테이너가 결합된 상태를 도시한 부분 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 리테이너의 제 2 영역의 결합상태를 확대 도시한 평면도이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지에서 리테이너의 구성을 도시한 사시도, 정면도 및 평면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지에서 집전체에 리테이너가 결합된 상태를 도시한 부분 단면도이다.1 is a perspective view of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A' of FIG. 1.
3 is an exploded perspective view illustrating a sequence in which an electrode assembly, a current collector, and a retainer are combined in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view illustrating a state in which an electrode assembly, a current collector, and a retainer are combined in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
5A to 5C are perspective views, front views, and plan views illustrating the configuration of a retainer in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
6 is a partial cross-sectional view illustrating a state in which a retainer is coupled to a current collector in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
7 is a partial perspective view illustrating a state in which a retainer is coupled to a current collector in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
8 is an enlarged plan view illustrating a state in which a second region of a retainer is coupled in a secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention.
9A to 9C are perspective views, front views, and plan views showing the configuration of a retainer in a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
10 is a partial cross-sectional view illustrating a state in which a retainer is coupled to a current collector in a secondary battery according to another exemplary embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.The embodiments of the present invention are provided to more completely describe the present invention to those of ordinary skill in the art, and the following examples may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is as follows. It is not limited to the examples. Rather, these embodiments are provided to make the present disclosure more faithful and complete, and to completely convey the spirit of the present invention to those skilled in the art.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.In addition, in the following drawings, the thickness or size of each layer is exaggerated for convenience and clarity of description, and the same reference numerals refer to the same elements in the drawings. As used herein, the term "and/or" includes any and all combinations of one or more of the corresponding listed items. In addition, the meaning of "connected" in the present specification means not only the case where the member A and the member B are directly connected, but also the case where the member A and the member B are indirectly connected by interposing a member C between the member A and the member B. do.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.The terms used in this specification are used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. As used herein, the singular form may include the plural form unless the context clearly indicates another case. Further, as used herein, "comprise" and/or "comprising" specifies the presence of the mentioned shapes, numbers, steps, actions, members, elements and/or groups thereof. And does not exclude the presence or addition of one or more other shapes, numbers, actions, members, elements, and/or groups.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.In this specification, terms such as first and second are used to describe various members, parts, regions, layers and/or parts, but these members, parts, regions, layers and/or parts are limited by these terms. It is self-evident. These terms are only used to distinguish one member, part, region, layer or portion from another region, layer or portion. Accordingly, the first member, part, region, layer or part to be described below may refer to the second member, part, region, layer or part without departing from the teachings of the present invention.
"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용된다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소는 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "아래"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다. Terms relating to space such as “beneath”, “below”, “lower”, “above”, and “upper” are used in conjunction with an element or feature shown in the drawing. It is used for easy understanding of other elements or features. Terms related to these spaces are for easy understanding of the present invention according to various process conditions or use conditions of the present invention, and are not intended to limit the present invention. For example, if an element or feature in a figure is flipped over, an element described as "bottom" or "bottom" becomes "top" or "top". Thus, "below" is a concept encompassing "top" or "bottom".
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 구성을 설명하도록 한다.Hereinafter, a configuration of a secondary battery according to an embodiment of the present invention will be described.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다. 도 2는 도 1의 A-A'선 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 전극 조립체, 집전체 및 리테이너가 결합되는 순서를 도시한 분해사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 전극 조립체, 집전체 및 리테이너가 결합된 상태를 도시한 사시도이다. 1 is a perspective view of a secondary battery according to an embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A' of FIG. 1. 3 is an exploded perspective view illustrating a sequence in which an electrode assembly, a current collector, and a retainer are combined in a secondary battery according to an embodiment of the present invention. 4 is a perspective view illustrating a state in which an electrode assembly, a current collector, and a retainer are combined in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 이차 전지(100)는 케이스(110), 상기 케이스(110)의 내부에 삽입되는 전극 조립체(120), 상기 전극 조립체(120)에 연결된 집전체(130), 집전체(120)의 측부로부터 결합된 리테이너(140), 상기 집전체(130)의 상부에 형성된 제 1 절연 부재(150), 상기 케이스(110)을 밀봉하는 캡 플레이트(160), 상기 캡 플레이트(160)의 상부에 형성된 제 2 절연부재(170), 상기 제 2 절연 부재(170)의 상부에 형성된 너트(180)를 포함한다.1 to 4, the
상기 케이스(110)는 내부에 수용 공간을 갖고 상부에 개구부가 형성된 대략 육면체의 형상으로 형성된다. 상기 케이스(110)는 수용 공간 내에 전극 조립체(120) 및 전해액을 수용한다. 상기 케이스(110)는 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈이 도금된 스틸과 같은 도전성 금속으로 형성된다. 도 1에서는 케이스(140)와 캡 플레이트(160)가 결합된 상태로 도시되고 있으므로 개구부가 도시되지 않았지만, 캡 플레이트(160)의 둘레 부분이 실질적으로 개방된 부분이다. 또한, 상기 케이스(110)의 내면은 절연 처리되어, 전극 조립체(120), 집전체(130) 및 캡 플레이트(160)와 절연될 수 있다.The
상기 전극 조립체(120)는 얇은 판형 혹은 막형으로 형성된 제 1 전극판, 제 2 전극판 및 그 사이에 위치한 세퍼레이터의 적층체를 권취하거나 겹쳐서 형성한다. 여기서, 제 1 전극판은 예를 들어 음극으로서 동작할 수 있으며, 제 2 전극판은 양극으로서 동작할 수 있다. 물론, 그 반대도 가능하다.The
상기 제 1 전극판은 구리 또는 니켈과 같은 금속 포일로 형성된 전극 집전체에 흑연 또는 탄소 등의 활물질을 도포함으로써 형성되며, 활물질이 도포되지 않는 영역에 무지부가 형성된다. 상기 제 2 전극판은 알루미늄과 같은 금속 포일로 형성된 전극 집전체에 전이금속산화물 등의 활물질을 도포함으로써 형성되며, 활물질이 도포되지 않은 영역인 무지부를 포함한다. 상기 세퍼레이터는 제 1 전극판과 제 2 전극판 사이에 위치되어 쇼트를 방지하고 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 역할을 하며, 폴리에틸렌이나, 폴리 프로필렌이나, 폴리 에틸렌과 폴리 프로필렌의 복합 필름으로 이루어질 수 있다. 한편, 본 발명에서 상기 전극판 및 세퍼레이터의 재질을 한정하는 것은 아니다.The first electrode plate is formed by applying an active material such as graphite or carbon to an electrode current collector formed of a metal foil such as copper or nickel, and an uncoated portion is formed in a region where the active material is not applied. The second electrode plate is formed by applying an active material such as a transition metal oxide to an electrode current collector formed of a metal foil such as aluminum, and includes an uncoated portion, which is an area to which the active material is not applied. The separator is positioned between the first electrode plate and the second electrode plate to prevent short circuits and enable the movement of lithium ions, and may be made of polyethylene, polypropylene, or a composite film of polyethylene and polypropylene. have. Meanwhile, in the present invention, the material of the electrode plate and the separator is not limited.
이러한 전극 조립체(120)는 복수개로 구비되어 실질적으로 전해액과 함께 상기 케이스(110)에 수납된다. 상기 전극 조립체(120)는 본 발명에서 4개로 도시되어 있으나, 상기 갯수로 본 발명의 내용을 한정하는 것은 아니다. 상기 전해액은 EC(ethylene carbonate), PC(propylene carbonate), DEC(diethyl carbonate), EMC(ethyl methyl carbonate), DMC(dimethyl carbonate)와 같은 유기 용매에 LiPF6, LiBF4와 같은 리튬염으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 전해액은 액체, 고체 또는 겔상일 수 있다.The
상기 전극판들이 권취되어 형성된 전극 조립체(120)는 활물질이 도포된 영역인 코팅부(121), 상기 활물질이 도포되지 않고 형성된 무지부(122)를 각각 구비한 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 스택되거나 권취되어 형성될 수 있다. 특히, 전극 조립체(120)의 구조에서 양극판과 음극판에 각각 연결된 한 쌍의 무지부(122)가 전극 조립체(120)의 양측면에서 서로 반대 방향으로 돌출될 수 있다. 따라서, 무지부(122)들은 서로 압착되어 전극 조립체(120)의 양 측면에서 각각 양극탭과 음극탭으로서 기능할 수 있다.In the
또한, 상기 전극 조립체(120)가 복수개로 구비되는 경우, 상기 전극 조립체(120)는 동일한 전극의 무지부(122)들이 동일한 방향에 위치하도록 정렬될 수 있다. 또한, 상기 무지부(122)들에 연결된 한 쌍의 집전체(130)를 통해 이차 전지의 전극이 형성된다.In addition, when a plurality of
이 때, 상기 무지부(122)는 상기 집전체(130)와 용접을 통해 결합될 수 있다. 복수개의 전극 조립체(120)가 배열되어, 복수개의 무지부(122)가 구비된 상태에서, 상기 집전체(130)는 상기 무지부(122)들과 수직 방향(도면의 z축 방향)을 따라 평행하게 위치한 상태에서 용접될 수 있다. 따라서, 복수개의 전극 조립체(120)에 형성된 무지부(122)들은 상기 집전체(130)에 의해 상호간 전기적으로 연결될 수 있다.In this case, the
상기 집전체(130)는 한 쌍으로 구비되어, 각각이 하나의 극성을 갖는 무지부(122)들에 연결된다. 상기 집전체(130)는 상기 무지부(122)를 통해 전극 조립체(120)와 연결되고, 상기 캡 플레이트(160)의 외부로 노출되어 전기적인 신호의 입출력 경로를 형성한다.The
상기 집전체(130)는 상기 전극 조립체(110)의 수평 방향(도 1의 x축 방향)과 나란하게 형성된 몸체부(131), 상기 몸체부(131)로부터 절곡되어 대략 수직한 방향(도 1의 z축 방향)으로 형성된 절곡부(132), 절곡부(132)로부터 연장되어 형성되고 상기 무지부(122)와 결합되는 결합부(133), 상기 몸체부(131)로부터 수직 방향(도 1의 z축 방향)으로 돌출되어 상기 캡 플레이트(160)의 외부로 노출되는 단자부(134)를 포함한다. The
상기 몸체부(131)는 대략 평평한 판상으로 형성되어 상기 전극 조립체(110)의 길이를 따라 그 상부에 수평 방향으로 형성된다.The
상기 절곡부(132)는 상기 몸체부(131)로부터 수직 방향으로 절곡되어, 상기 무지부(122)를 향하여 나란하게 연장된다. 상기 절곡부(132)는 상기 무지부(122)를 커버하는 폭을 갖는다.The
상기 결합부(133)는 전극 조립체(120)의 수에 대응되도록 복수개, 예를 들어 전극 조립체(120)가 4개인 경우, 제 1 결합부 내지 제 4 결합부(133a 내지 133d)로 구비될 수 있다. 상기 결합부(133)는 상기 절곡부(132)로부터 수직 방향(도 1의 -z축 방향)으로 연장되어 형성된다. 상기 결합부(133)는 상기 무지부(122)의 갯수와 동일한 갯수로 구비되고, 각각이 상기 무지부(122)와 접촉하면서 나란하게 연장된다. 즉, 상기 결합부(133)의 측면은 상기 무지부(122)의 측면과 수직 방향(-z축 방향)을 따라 접촉하면서 나란하게 연장된다. 그리고 상기 결합부(133)는 두 개씩 쌍(133a 및 133b, 133c 및 133d)을 이루며, 하나의 결합부쌍, 예를 들어, 제 1 결합부(133a)와 제 2 결합부(133b)는 한 쌍의 무지부(122)의 내측에 접하도록 위치할 수 있다. 즉, 상기 결합부쌍(133a, 133b)은 상기 무지부(122) 쌍의 마주보는 내측면에 접한 상태로 위치하며, 이 상태에서 용접을 통해 상기 무지부(122)와 결합될 수 있다.The
상기 단자부(134)는 상기 몸체부(131)로부터 수직 방향(도 1의 z축 방향)으로 돌출되어 형성된다. 여기서, 단자부(134)는 집전체(130)와 일체로 형성될 수도 있고, 별도로 구비되어 볼트 체결 등의 방법으로 결합될 수도 있다. 상기 단자부(134)는 상기 캡 플레이트(160)의 상부로 더 돌출되어 전극 단자를 형성하게 된다. 또한, 상기 단자부(134)는 외주면에 나사산을 구비하여, 상부에서 결합되는 너트(180)와도 결합될 수 있다.The
이하에서는 상기 리테이너(140)의 구성을 도 5a 내지 도 8을 함께 참조하여 설명하도록 한다.Hereinafter, the configuration of the
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 리테이너의 구성을 도시한 사시도, 정면도 및 평면도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 집전체에 리테이너가 결합된 상태를 도시한 부분 단면도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 집전체에 리테이너가 결합된 상태를 도시한 부분 사시도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 리테이너의 제 2 영역의 결합상태를 확대 도시한 평면도이다.5A to 5C are perspective views, front views, and plan views illustrating the configuration of a retainer in a secondary battery according to an embodiment of the present invention. 6 is a partial cross-sectional view illustrating a state in which a retainer is coupled to a current collector in a secondary battery according to an embodiment of the present invention. 7 is a partial perspective view illustrating a state in which a retainer is coupled to a current collector in a secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention. 8 is an enlarged plan view illustrating a state in which a second region of a retainer is coupled in a secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 상기 리테이너(140)는 한 쌍으로 구비되어 상기 전극 조립체(120)의 양측으로부터 상기 집전체(130)에 각각 결합될 수 있다. 상기 리테이너(140)는 탄성력을 갖는 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE) 등의 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 상기 리테이너(140)는 집전체(130)의 결합부(133)에 결합되며, 결합부(133)를 구성하는 제 1 결합부(133a) 내지 제 4 결합부(133d)의 사이에 탄성 복원력을 통해 안정적으로 결합될 수 있다.Referring to the drawings, the
구체적으로, 상기 리테이너(140)는 대략 평판 형상의 본체부(141)를 기본으로 하여, 표면으로부터 일 방향으로 돌출된 제 1 돌출부(142), 상기 제 1 돌출부(142)를 중심으로 양측에 형성된 다수의 제 2 돌출부(143)를 포함할 수 있다.Specifically, the
상기 본체부(141)는 상기 평판 형상으로 구비되며, 이에 따라 상기 리테이너(140)가 상기 집전체(130)와 결합되었을 때, 상기 집전체(130)의 길이 방향을 따라 밀착하여 형성될 수 있다.The
또한, 상기 본체부(141)는 내부 중앙에 제 1 절개부(141a)를 구비하며, 제 1 절개부(141a)의 둘레 가장자리를 따라 제 1 돌출부(142)가 돌출되어 형성될 수 있다. 따라서, 제 1 돌출부(142)는 내부가 비어 있는 형상이 될 수 있고, 이에 따라 리테이너(140)의 무게 및 소재를 줄이는 효과가 있다.In addition, the
또한, 상기 본체부(141)는 제 1 절개부(141a)를 중심으로, 복수개의 제 2 절개부(141b)를 구비하며, 제 2 절개부(141b)의 일측 가장자리로부터 제 2 돌출부(143)의 일부 구성이 돌출되어 형성될 수 있다. 따라서, 본체부(141)로부터 제 2 돌출부(143)가 결합은 되어 있지만, 유동이 가능하기 때문에, 상기 제 2 돌출부(143)의 탄성력이 높아질 수 있다.In addition, the
상기 제 1 돌출부(142)는 상기 본체부(141)의 표면을 따라 수직 방향에서 길게 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 1 돌출부(142)는 상기 본체부(141)의 제 1 절개부(141a)의 둘레를 따라 형성되기 때문에 내부가 비게 되어 무게를 줄일 수 있다. 다만, 상기 제 1 돌출부(142)의 내측에는 강도를 유지하기 위한 적어도 하나의 격벽(142a)이 형성될 수 있다. 이러한 격벽(142a)은 수직 방향을 따라 일정 간격으로 배치될 수 있다. 이에 따라 제 1 돌출부(142)가 집전체(130)의 사이, 예를 들어, 제 2 결합부(133b)와 제 3 결합부(133c)의 사이를 통과하여 전극 조립체(120)에 닿을 때, 상기 격벽(142a)이 상기 제 1 돌출부(142)를 지지하여 형상이 유지될 수 있도록 한다. 또한, 격벽(142)으로 인해, 제 1 돌출부(142)는 전극 조립체(120)에 대해 안정적인 고정 상태를 유지할 수 있다.The
한편, 상기 제 1 돌출부(142)의 대략 중앙에는 공기홀(142c)이 더 형성될 수 있다. 상기 공기홀(142c)은 상기 돌출부(142)가 최종적으로 전극 조립체(120)에 고정될 때, 내부의 공기가 빠져나오도록 설계되어, 밀착이 가능하도록 한다.Meanwhile, an
제 2 돌출부(143)는 상기 본체부(141)의 표면을 따라, 상기 제 1 돌출부(142)의 주변에 위치할 수 있다. 상기 제 2 돌출부(143)는 상기 본체부(141)의 제 2 절개부(141b)로부터 일 방향으로 돌출된 중심부(143a)와 상기 중심부(143a)를 중심으로 좌우 대칭으로 형성되고 상기 제 2 절개부(141b)의 둘레 일측으로부터 돌출된 탄성부(142b)를 포함할 수 있다.The
여기서, 중심부(143a)는 상기 본체부(141)에 대해 수직한 방향으로 돌출된 헤드(143c)를 갖도록 구비될 수 있다. 이후 상기 리테이너(140)가 상기 집전체(130)와 결합할 때, 상기 중심부(143a)의 헤드(143c)는 상기 집전체(130)의 상기 제 1 결합부(133a)와 제 2 결합부(133b)의 사이 및 상기 제 3 결합부(133c)와 제 4 결합부(133d)의 사이를 통과하여 상기 전극 조립체(120)에 닿을 수 있다. 따라서, 상기 중심부(143a)는 상기 제 2 돌출부(143)가 상기 집전체(130) 및 전극 조립체(120)에 대해 고정된 위치에서 유지되도록 할 수 있다.Here, the
한편, 상기 탄성부(143b)는 상기 중심부(143a)의 양측에 배치되며, 상기 제 2 절개부(141b)의 둘레 일측의 가장자리로부터 돌출될 수 있다. 상기 탄성부(143b)는 마주보는 헤드(143d)의 폭이 상기 중심부(143a)의 헤드(143c)에 비해 더 크도록 형성된다. 특히, 상기 탄성부(143b)는 마주보는 헤드(143d)의 폭(b)은 상기 집전체(130)의 상기 제 1 결합부(133a)와 제 2 결합부(133b)의 사이 및 상기 상기 제 3 결합부(133c)와 제 4 결합부(133d)의 사이 간격(a)에 비해 더 넓게 형성된다. 이에 따라, 상기 탄성부(143b)의 헤드(143d)는 상기 집전체(130)의 상기 제 1 결합부(133a)와 제 2 결합부(133b)의 사이 및 상기 제 3 결합부(133c)와 제 4 결합부(133d)의 사이에 압입될 수 있으며, 상기 헤드(143d)의 탄성 복원력을 통해 상기 리테이너(140)는 집전체(130)와 안정적으로 결합된 상태를 유지할 수 있다.Meanwhile, the
상기 제 1 절연 부재(150)는 상기 집전체(130) 중에서 상기 몸체부(131)의 상부에 형성된다. 상기 제 1 절연 부재(150)는 상기 집전체(130)와 상기 캡 플레이트(160)의 사이에 형성된다. 상기 제 1 절연 부재(150)는 상기 집전체(130)와 캡 플레이트(160)를 전기적으로 절연시킨다. 다만, 상기 제 1 절연 부재(150)는 내부에 단자홀을 구비하여 상기 집전체(130)의 단자부(134)가 상기 제 1 절연 부재(150)를 관통하여 상기 캡 플레이트(160)의 상부로 노출될 수 있도록 한다.The first insulating
상기 캡 플레이트(160)는 상기 케이스(110)의 상부에 형성되어 상기 케이스(110)와 결합된다. 상기 캡 플레이트(160)는 상기 케이스(110)을 밀봉하여, 상기 케이스(110) 내부의 전해액이 누출되는 것을 방지한다. 상기 캡 플레이트(160)는 내부에 단자홀을 구비하여, 상기 집전체(130)의 단자부(134)가 상기 단자홀을 관통하여 상기 캡 플레이트(160)의 상부로 돌출되도록 할 수 있다. 상기 캡 플레이트(160)는 일 영역에 전해액이 주입되기 위한 주입홀과, 전해액이 주입된 이후 상기 주입홀을 메우는 주입 마개(161)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 캡 플레이트(160)는 대략 중앙에 안전 벤트(162)를 포함한다. 상기 안전 벤트(162)는 과충전과 같은 사유로 상기 케이스(110)의 내부에서 가스가 발생하여 상기 케이스(110) 내부의 압력이 기준 압력보다 높아지면, 상기 캡 플레이트(160)의 다른 부분보다 미리 개방되어 상기 가스를 방출시킴으로써 내압 상승에 따른 폭발 위험성을 줄일 수 있다.The
상기 제 2 절연 부재(170)는 상기 캡 플레이트(160)의 상면에 형성되며, 상기 집전체(130)의 단자부(134) 둘레에 형성된다. 상기 제 2 절연 부재(170)는 상기 캡 플레이트(160)와 단자부(134)를 전기적으로 독립시킨다. 또한, 상기 제 2 절연 부재(171)는 상기 캡 플레이트(160)의 상부에서 상기 단자부(134)와 결합되는 상기 너트(180)가 상기 캡 플레이트(160)와 전기적으로 독립되도록 한다.The second insulating
상기 너트(180)는 상기 단자부(134)의 상부로부터 결합된다. 상기 너트(180)는 내부에 형성된 나사산을 통해 상기 단자부(134)의 나사산과 결합된다. 상기 너트(190)는 상기 단자부(134) 각각에 체결되어 상기 단자부(134) 각각을 상기 캡 플레이트(160)에 고정시킨다. 따라서, 상기 전극 단자(134)에 결합되어 있는 상기 전극 조립체(120) 역시 상기 케이스(110)의 내부에서 위치가 고정된다.The
상술한 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)는 전극 조립체(120) 및 집전체(130)의 측부로부터 결합되는 리테이너(140)를 구비하되, 리테이너(140)의 무게 및 소재를 줄이고, 리테이너(140)가 안정적으로 결합된 상태를 유지하도록 할 수 있다.As described above, the
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지의 구조를 설명하도록 한다.Hereinafter, a structure of a secondary battery according to another embodiment of the present invention will be described.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지에서 리테이너의 구성을 도시한 사시도, 정면도 및 평면도이다. 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지에서 집전체에 리테이너가 결합된 상태를 도시한 부분 단면도이다.9A to 9C are perspective views, front views, and plan views showing the configuration of a retainer in a secondary battery according to another embodiment of the present invention. 10 is a partial cross-sectional view illustrating a state in which a retainer is coupled to a current collector in a secondary battery according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 9a 내지 도 9c를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지는 리테이너(240)를 포함할 수 있다. 물론, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지도 역시 리테이너(240)를 제외한 케이스(110), 전극 조립체(120), 집전체(130), 제 1 절연 부재(150), 캡 플레이트(160), 제 2 절연부재(170), 너트(180)를 더 포함할 수 있으나, 앞선 실시예와 같으므로, 세부 설명은 생략하도록 한다.9A to 9C, a secondary battery according to another embodiment of the present invention may include a
상기 리테이너(240)는 본체부(241), 제 1 돌출부(142), 상기 제 1 돌출부(142)를 중심으로 양측에 형성된 다수의 제 2 돌출부(243)를 포함할 수 있다.The
여기서, 상기 본체부(241)는 앞선 실시예와 대부분 동일하나, 제 2 절개부(241c)의 구성에서 다소 차이가 있다. 구체적으로, 후술할 바와 같이, 상기 제 2 돌출부(243)의 탄성부(243b)와 그 헤드(243d)는 상기 제 2 절개부(241c)로부터 돌출되는 것이 아니라, 상기 돌출부(243)의 중앙부(243a)에 연결된다. 따라서, 상기 제 2 절개부(241c)는 상기 탄성부(243b) 및 그 헤드(243d)와 분리된 구성을 갖는다.Here, the
한편, 상기 제 2 돌출부(243)는 탄성부(243)의 중심으로부터 양측으로 헤드(243d)가 결합될 수 있다. 상기 헤드(243a) 사이의 폭 역시 집전체(130)의 제 1 결합부(133a)와 제 2 결합부(133b)의 사이 및 제 3 결합부(133c) 및 제 4 결합부(133d) 사이의 거리에 비해 넓게 형성된다. 따라서, 헤드(243a)는 내측으로 가압되면서 상기 집전체(130)의 제 1 결합부(133a)와 제 2 결합부(133b)의 사이 및 제 3 결합부(133c) 및 제 4 결합부(133d) 사이에 각각 결합되며, 이 때의 탄성 복원력으로 안정된 결합 상태를 유지할 수 있다.Meanwhile, the
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 이차 전지를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is only one embodiment for implementing the secondary battery according to the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiment, and departs from the gist of the present invention as claimed in the claims below. Without it, anyone of ordinary skill in the field to which the present invention pertains will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be implemented.
100; 이차 전지
110; 케이스
120; 전극 조립체
122; 무지부
130; 집전체
133; 결합부
133a; 제 1 결합부
133b; 제 2 결합부
133c; 제 3 결합부
133d; 제 4 결합부
140; 리테이너
141; 본체부
142;
제 1 돌출부
142a; 격벽
143, 243; 제 2 돌출부
143a; 중심부
143b; 탄성부
143c; 헤드
143d, 243d; 헤드
150; 제 1 절연 부재
160; 캡 플레이트
170; 제 2 절연 부재
180; 너트100;
120;
130;
133a; A
133c; A
140;
142; First protrusion 142a; septum
143, 243;
143b;
143d, 243d;
160;
180; nut
Claims (11)
상기 전극 조립체가 내장되는 케이스;
상기 케이스와 결합되는 캡 플레이트;
복수의 결합부를 통해 상기 복수의 전극 조립체의 무지부에 각각 결합되는 집전체; 및
상기 집전체의 일측으로부터 삽입되어 결합되는 리테이너를 포함하고,
상기 리테이너는 상기 집전체의 결합부 사이에 비해 넓은 폭을 갖도록 형성된 돌출부를 통해 상기 집전체와 결합된 이차 전지.A plurality of electrode assemblies in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are disposed with a separator therebetween, and an uncoated portion is provided on the positive electrode plate and the negative electrode plate;
A case in which the electrode assembly is embedded;
A cap plate coupled to the case;
A current collector coupled to each of the uncoated portions of the plurality of electrode assemblies through a plurality of coupling portions; And
It includes a retainer inserted and coupled from one side of the current collector,
The retainer is a secondary battery coupled to the current collector through a protrusion formed to have a wider width than between the coupling portions of the current collector.
상기 리테이너의 돌출부는 플레이트 형상의 본체부로부터 돌출되어, 상기 집전체의 결합부 사이에 결합되는 이차전지.The method of claim 1,
The protruding portion of the retainer protrudes from the plate-shaped body portion and is coupled between the coupling portions of the current collector.
상기 리테이너의 돌출부는 상기 집전체의 결합부 사이에 형성되며 상기 전극 조립체에 접촉하는 중심부와, 상기 중심부를 기준으로 양측에 형성되고 상기 집전체의 결합부와 접촉하는 복수의 탄성부를 포함하는 이차 전지.The method of claim 2,
The protrusion of the retainer is formed between the coupling portions of the current collector and includes a central portion in contact with the electrode assembly, and a plurality of elastic portions formed on both sides of the central portion and in contact with the coupling portion of the current collector. .
상기 중심부는 상기 본체부로부터 돌출되어 형성되고, 단부의 헤드가 상기 전극 조립체에 접촉하는 이차 전지.The method of claim 3,
The central portion is formed to protrude from the main body, and a head at an end of the secondary battery contacts the electrode assembly.
상기 탄성부는 상기 본체부에 구비된 절개홀의 둘레 가장자리 중 일측으로부터 돌출되고, 상기 중심부와 이격되어 형성된 이차 전지.The method of claim 3,
The rechargeable battery is formed to protrude from one side of the circumferential edge of the cut-out hole provided in the main body and spaced apart from the central portion.
상기 복수의 탄성부의 전체 폭은 상기 집전체 결합부 사이 간격에 비해 넓게 형성된 이차 전지.The method of claim 5,
A secondary battery formed in which the entire width of the plurality of elastic parts is wider than the distance between the current collector coupling parts.
상기 복수의 탄성부는 각각 일단이 상기 중심부에 결합되고, 상기 일단과 반대되는 타단이 절개되어 형성된 이차 전지.The method of claim 3,
Each of the plurality of elastic parts has one end coupled to the center, and the other end opposite to the one end is cut to form a secondary battery.
상기 복수의 탄성부의 타단의 전체 폭은 상기 집전체의 결합부 사이의 간격에 비해 넓게 형성된 이차 전지.The method of claim 7,
The secondary battery is formed so that the entire width of the other ends of the plurality of elastic parts is wider than the distance between the coupling parts of the current collector.
상기 리테이너는 상기 집전체의 결합부 사이에 형성되고, 내부가 비어있는 형태로 구성된 추가적인 돌출부를 더 포함하는 이차 전지.The method of claim 1,
The retainer is formed between the coupling portion of the current collector, the secondary battery further comprising an additional protrusion formed in a hollow shape.
상기 추가적인 돌출부는 비어있는 내부에 적어도 하나의 격벽이 형성되어 있는 이차 전지.The method of claim 9,
The secondary battery in which at least one partition wall is formed in the empty interior of the additional protrusion.
상기 리테이너는 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE)을 포함하여 형성된 이차 전지.The method of claim 1,
The retainer is a secondary battery formed of polypropylene (PP) or polyethylene (PE).
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